DE1594479C2 - Zusatzstoffe für Schmiermittel zur Verbesserung ihrer Hochdruckeigenschaften - Google Patents

Zusatzstoffe für Schmiermittel zur Verbesserung ihrer Hochdruckeigenschaften

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Kombination von a) Molybdändisulfid als Festschmierstoff unü b) wasserunlöslichen Metallsalzen der Phosphorsäure als Zusatzstoff in feinverteilter Form für Schmierstoffe zur Verbesserung der Hochdruckeigenschaften eines Schmierstoffes auf der Basis mineralischer oder synthetischer Schmieröle und Schmierfette.
Es ist bereits bekannt, daß Zusätze von Molybdändisulfid od. dgl. Ftstschmiermittel die Druckaufnahmefähigkeit von Schmiermitteln beträchtlich zu erhöhen vermögen.
Es sind weiter aus der deutschen Patentschrift 10 90 804 Schmiermittel bekannt, welche namentlich Alkali- und Erdalkaliphosphate zur Erhöhung der Hochdruckeigenschaften des Grundschmiermittels enthalten.
Aus der US-Patentschrift 26 71 758 sind komplexe Zubereitungen auf öliger Basis bekannt, wobei für den einen Bestandteil zahlreiche unterschiedliche Verbindungen verwendet werden können, darunter auch Metallsalze von organischen Derivaten des Phosphors. Diese Additive werden in einer Menge von 0,01 bis 2% zur Stabilisierung der Schmieröle zugesetzt, wobei ihre Wirkung darauf beruht, daß Säuren, welche das Schmieröl zersetzen können, neutralisiert werden. Solche organischen Phosphorverbindungen sind keine schmierwirksamen Feststoffe und damit auch nicht geeignet, als solche zu wirken. Die Hochdruckbelastbarkeit der öligen Grundzubereitung wird durch solche Zusätze nicht so weit erhöht, daß ein Einsatz zur Schmierung unter den Bedingungen der Misch- und Grenzreibung möglich wäre. Vielmehr sind solche Zubereitungen auf das Gebiet der Schmierung im hydrodynamischen Bereich der Stribeck-Kurve beschränkt.
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß die Hochdruckeigenschaften von Schmierstoffen auf der Basis mineralischer und/oder synthetischer Schmieröle und Schmierfette in vorteilhafter Weise verbessert werden durch Zusatz von Molybdändisulfid als Festschmierstoff zusammen mit wasserunlöslichen Metallsalzen von Phosphorsäure.
Es ist. zwar aus der britischen Patentschrift 1 76 572 bekannt, Metalle zur Bildung einer schmierwirksamen Schicht mit wässerigen Phosphatierungsbädem zu behandeln und anschließend das überschüssige Behandlungsmittel zu entfernen bzw. den Metallgegenstand zu trocknen. Hierbei wird mit außerordentlich stark sauren wässerigen Bädern gearbeitet, die in jedem Fall freie Phosphorsäure, beispielsweise in Konzentrationen von etwa 10 bis 50% enthalten müssen. Abgesehen davon,
ίο daß eine derartige Phosphatierungsbehandlung nur zu Schichten führt, die in einem begrenzten Zeitraum schmierwirksam sind und eine Dauerschmierung somit nicht möglich ist, war diesem bekannten Verfahren keineswegs zu entnehmen, daß eine wesentliche Verbesserung der Hochdruckeigenschaften von mineralischen oder synthetischen Schmierölen und -fetten schon dann möglich ist, wenn diese Öle und Fette die Kombination von Molybdändisulfid als Festschmierstoff und wasserunlöslichen Salze der Phosphorsäure mit Metallen der II. Gruppe des Periodensystems, Zink, Aluminium oder Eisen, enthalten. Ein Gehalt an freien Säuren ist bei solchen Ölen und Fetten im Gegensatz zu den wässerigen Zubereitungen des vorgenannten bekannten Verfahrens nicht notwendig.
Aus der US-PS 28 07 753 sind insbesondere für Bowden-Züge bestimmte Schmiermittel bekannt, die in einer bevorzugten Ausführungsform, in einem Schmierfett, nämlich in einer Üthium-Fettseife
a) Cadmiumsulfid und
b) Aluminiumphosphat und Eisenphosphat
enthalten. Dabei liegen die Phosphate und das Cadmiumsulfid zusammen in einer Menge von 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtschmierfett vor.
Durchgeführte Vergleichsversuche führten zu Ergebnissen, die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt sind:
Vergleich
Schmierstoff
VKA2)-Verschlcißkalotte
US-PS Grundmasse1) 2,5 χ 1,9 mm2=4,75
28 07 583 +
Cadmiumsulfid
2%
Erfindung Grundmasse1) 1,4 χ 1,3 mm2 = 1,82
Molybdändisulfid 2%
Grundmasse:
Lithiumseifenfett 90%
Aluminiumphosphat 5%
Eisenphosphal 3%
VKA, 80 kp, lh.
Wie sich aus der Tabelle ergibt, ist das erfindungsgemäße Schmiermittel den im Stand der Technik am nächsten kommenden Schmiermitteln weit überlegen. So ist bei Verwendung des Schmiermittels des Standes der Technik die Verschleißkalotte um mehr als 150% größer als bei Verwendung des erfindungsgemäßen Schmiermittels.
Als wasserunlösliche Metallsalze der Phosphorsäure, als zweite Komponente der erfindungsgemäß verwendbaren Kombination, können insbesondere die Phosphate und Pyrophosphate von Barium, Calcium, Strontium, Zink, Aluminium und Eisen, vorzugsweise Trizinkphosphat, Zinkpyrophosphat und Eisenpyrophosphat verwendet werden.
Die Schmierstoffe, welche die erfindungsgemäß verwendbare Kombination enthalten, können eine beliebige Konsistenz aufweisen. Je nach der Auswahl des Trägerstoffes können die Schmierstoffe die Form harter Wachse bis leicht beweglicher Flüssigkeit haben. Es können selbstverständlich in den Schmierstoffen noch Dispergierungsmittel enthalten sein, um auf diese Weise eine feine Verteilung der Hochdruckzusätze zu gewährleisten. Eine möglichst feine Verteilung der Hochdruckzusätze in Form einer Dispersion ist sowohl zur Vermeidung einer Sedimentation als auch zur Gewährleistung einwandfreier Wirksamkeit notwendig. Als Grundschmiermittel kommen beispielsweise in Betracht: Mineralöle, Mineralfette, Seifen von Alkalimetallen mit höheren Fettsäuren, natürliche und synthetische Wachse wie Bienenwachs, Carnaubawachs, Oxydivachse, Ruhrwachse, Ozokerite und andere bzw. Mischungen derselben, organische, synthetische Schmieröle auf der Basis von Polyisobutenen, Polyglykolen, Polyestern, Phosphorsäureestern, Fluorkohlen-Wasserstoffen, Silikonen, Silikatestern, Polyphenyläther u.a.
Im allgemeinen wird die Kombination von Molybdändisulfid und Metallsalzen der Phosphorsäuren den Schmierstoffen in Mengen von 0,5 bis 75 Gew.-°/o, bezogen auf den Gesamtschmierstoff, zugesetzt. Bevorzugt sind Gehalte von 3 bis 60%.
Weiter liegen häufig die Metallsalze der Phosphorsäuren in Mengen von 2 bis 50, vorzugsweise bis 25 . Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse aus Metallsalz und Festschmiermittel, vor.
Nachfolgend werden in Form von Beispielen einige Schmierstoffe, enthaltend die erfindungsgemäß verwendbare Kombination, dargestellt. Anhand der Prüfungen auf dem VKA und der AWM ist die wesentliche Verbesserung der Schmiereigenschaflen der Schmierstoffe, welche die erfindungsgemäß verwendbare Kombination enthalten, gegenüber den Schmierstoffen, welche nur einen Kombinationspartner in gleicher Menge enthalten, ersichtlich.
l.Öle VKA
a) Mineralöl 100 kg
Mineralöl + 5% Eisenphospha.t 340 kg
Mineralöl + 5% Molybdändisulfid 180 kg Mineralöl + 2,5% Eisenphosphat
+ 2,5% Molybdändisulfid 480 kg
VKA
b) Mineralöl 100 kg
Mineralöl + 5% Aluminiumphosphat 100 kg
Mineralöl + 5% Molybdändisulfid 180 leg Mineralöl + 2,5% Aluminiumphosphat
+ 2,5% Molybdändisulfid 280 kg
2. Pasten AWM
Mineralöl 4 Platten
Mineralöl + 25% Molybdändisulfid 38 Platten Mineralöl + 25% Aluminiumphosphat 7 Platten Mineralöl -1- 12,5% Molybdändisulfid
+ 12,5% Aluminiumphosphat 40 Platten/
Längung der Welle
AWM
VK.A
a) Lithium-Grundfett
Lithium-Fett
+4% MoS2
Lithium-Fett
+4% Aluminiumphosphat
Lithium-Fett
+ 2% Aluminiumphosphat
+ 2% MoS2
. b) Luhium-Grundfett
Lithium-Fett
+ 30% Ca(OH)2
Lithium-Fett
+ 30% Zn3(PO4J2
Lithium-Fett
+ 150/0Ca(OH)2
+ 15% Zn3(PO4J2
12 Platten 140 kg Gutlast
39 Platten 240 kg Gutlast
35-36 300 kg Platten Gutlast
38 Platten 340 kg Gutlast
AWM
400 kg Belastung Riß der Welle
Belastbarkeit 1000 kg Reibungskraft 235 kg
bei 1350 kg Belastung Riß der Welle
Belastbarkeit 200 kg Reibungskraft 260 kg

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verwendung einer Kombination von a) Molybdändisulfid und b) wasserunlöslichen Calcium-, Zink-, Aluminium- oder Eisen-Salzen der Phosphorsäure als Zusatzstoff in feinverteilter Form für Schmierstoffe zur Verbesserung der Hochdruckeigenschaften eines Schmierstoffes auf der Basis mineralischer oder synthetischer Schmieröle und Schmierfette.
2. Verwendung einer Kombination nach Anspruch 1 als Zusatzstoff in feinverteilter Form für Schmierstoffe in einer Menge von 0,5 bis 75, vorzugsweise 3 bis 60 Gew.-% bezogen auf den Gesamtschmierstoff.
3. Verwendung einer Kombination nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Gehalt an 2 bis 50, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% wasserunlöslichen Salzen der Phosphorsäure, bezogen auf die Gesamtmasse aus Festschmierstoffen und Metallsalzen als Zusatzstoff in feinverteilter Form für Schmierstoffe.
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